Cymharu Gwahanol Fathau o Optegwyr Optegol
Mae mwyhadur optegol yn dechnoleg bwysig ar gyfer rhwydweithiau cyfathrebu optegol. Heb yr angen i'w drosi'n gyntaf i signal trydanol, mae'r mwyhaduron optegol bellach yn cael eu defnyddio yn lle ailadroddwyr. Fel y gwyddom, mae sawl math o fwyhadur optegol. Yn eu plith, y prif dechnolegau mwyhadur yw mwyhadur ffibr wedi'i ddopio (ee EDFA), mwyhadur optegol lled-ddargludyddion (SOA) a mwyhadur Raman Fiber. Heddiw, rydym yn mynd i astudio a chymharu gwahanol fathau o fwyhaduron optegol yn y papur hwn.
Cyn cymharu'r gwahanol fathau o fwyhaduron optegol, gadewch i ni edrych yn fanylach ar fwyhadur ffibr optig. Yn gyffredinol, mae ailadroddydd yn cynnwys derbynnydd a throsglwyddydd wedi'i gyfuno mewn un pecyn. Mae'r derbynnydd yn trosi'r egni optegol sy'n dod i mewn i ynni trydanol. Mae allbwn trydanol y derbynnydd yn gyrru mewnbwn trydanol y trosglwyddydd. Mae allbwn optegol y trosglwyddydd yn cynrychioli fersiwn wedi'i chwyddo o'r signal mewnbwn optegol ynghyd â sŵn. Nid yw ailadroddwyr yn gweithio ar gyfer rhwydweithiau ffibr optig, lle mae llawer o drosglwyddyddion yn anfon signalau i lawer o dderbynyddion ar gyfraddau did gwahanol ac mewn gwahanol fformatau. Fodd bynnag, yn wahanol i ailadrodd, mae mwyhadur optegol yn mwyhau signal optegol yn uniongyrchol heb drawsnewidiad optegol trydan a thrydan. Yn ogystal, gallai mwyhadur optegol delfrydol gefnogi gweithrediad aml-sianel dros mor eang â phosibl band tonfedd, sy'n darparu mantais dros ystod ennill ddeinamig fawr, sydd â phŵer allbwn dirlawn uchel, sŵn isel, a lleihad dros dro effeithiol. Dyma nifer o fanteision mwyhaduron optegol:
Cefnogi unrhyw gyfradd ychydig a fformat signal
Cefnogwch ranbarth cyfan y tonfeddi
Cynyddu gallu cysylltiadau ffibr optig trwy ddefnyddio WDM
Darparu gallu rhwydweithiau pob-optegol, nid cysylltiadau pwynt-i-bwynt yn unig
Iawn, ar ôl cyflwyniad byr o'r mwyhaduron optegol, rydym yn dechrau'n ffurfiol y prif bwnc heddiw. Wrth i ni siarad uchod, mae tri phrif fath o dechnoleg mwyhadur heddiw. Mae gan bob un ohonynt ei egwyddor, ei nodweddion a'i gymwysiadau gwaith ei hun. Byddwn yn eu disgrifio fesul un yn y paragraffau canlynol.
Mwyhadur ffibr wedi'i ddopio (cynrychiolydd nodweddiadol: EDFA)
Mwyhadur ffibr dopio erbium (EDFA) yw'r mwyhaduron ffibr optig a ddefnyddir amlaf, wedi'u gwneud yn bennaf o ffibr wedi'i ddopio gan Erbium (EDF), pwmp golau, cyplyddion optegol, ynysyddion optegol, hidlwyr optegol a chydrannau eraill. Yn eu plith, mae amhuredd hybrin ar ffurf ïon erbium trivalent yn cael ei fewnosod i graidd silica'r ffibr optegol i newid ei briodweddau optegol a chaniatáu chwyddo'r signal.
Egwyddor Waith
Egwyddor weithredol yr EDFA yw defnyddio'r ffynonellau golau pwmp, sydd, yn fwyaf aml, â thonfedd o tua 980 nm ac weithiau tua 1450 nm, yn cyffroi'r ïonau erbium (Er3 +) i'r cyflwr 4I13 / 2 (yn achos 980-nm pwmpio drwy 4I11 / 2), lle gallant ymhelaethu ar oleuni yn y rhanbarth tonfedd 1.5 μm drwy allyriad ysgogol yn ôl i'r maniffesto 4I15 / 2 ar y ddaear.
Manteision ac Anfanteision EDFA
Manteision
Mae gan EDFA ddefnydd pŵer pwmp uchel (> 50%)
Yn uniongyrchol ac ar yr un pryd yn chwyddo band tonfedd eang (> 80nm) yn y rhanbarth 1550nm, gyda chynnydd cymharol wastad
Gellir gwella gwastadedd trwy gael hidlwyr optegol gwastad
Ennill mwy na 50 dB
Ffigur sŵn isel sy'n addas ar gyfer ceisiadau pellter hir
Anfanteision
Nid yw maint EDFA yn fach
Ni ellir ei integreiddio gyda chywaith lled-ddargludyddion eraill
Mwyhadur optegol lled-ddargludyddion (SOA)
Mae mwyhadur optegol lled-ddargludydd yn un math o fwyhadur optegol sy'n defnyddio lled-ddargludydd i ddarparu'r cyfrwng ennill. Mae ganddynt strwythur tebyg i ddeuodau laser Fabry – Perot ond gydag elfennau dylunio gwrth-adlewyrchiad yn wynebu'r pen. Yn wahanol i fwyhaduron optegol eraill, caiff SOA ei bwmpio'n electronig (hy yn uniongyrchol drwy gerrynt cymhwysol), ac nid oes angen laser pwmp ar wahân.
Egwyddor Waith
1. Allyriad wedi'i ferwi i ymhelaethu ar signal optegol.
2. Rhanbarth gweithredol y lled-ddargludydd.
3. cerrynt chwistrellu i bwmpio electronau yn y band dargludo.
4.Mae'r signal mewnbwn yn ysgogi trosglwyddo electronau i lawr i'r band falens i gaffael mwyhad.
Manteision ac Anfanteision SOA
Manteision
Mae'r mwyhadur optegol lled-ddargludol o faint bach ac wedi'i bwmpio'n drydanol.
Gall fod yn llai drud na'r EDFA a gellir ei integreiddio â laserau lled-ddargludyddion, modulators, ac ati.
Gall pob un o'r pedwar math o lawdriniaethau aflinol (modyliad traws-ennill, modiwleiddio traws-gam, trawsnewid tonfedd a phedwar cymysgedd tonnau) gael eu cynnal.
Gellir rhedeg SOA gyda laser pŵer isel. Mae hyn yn tarddu o oes nanosecond byr neu oes y wladwriaeth isaf, fel bod yr ennill yn ymateb yn gyflym i newid pwmp neu bŵer signal ac mae'r newidiadau mewn ennill hefyd yn achosi newidiadau cyfnod a all ystumio'r signalau.
Anfanteision
Nid yw perfformiad SOA yn gymaradwy o hyd gyda'r EDFA. Mae gan yr SOA ddibyniaeth uwch, ennill is, polareiddio cymedrol a dibyniaeth uchel gydag amser dros dro cyflym.
Mwyhadur Raman Fiber (FRA)
Mae mwyhadur ffibr Raman (FRA) hefyd yn fwyhadur optegol cymharol aeddfed. Mewn Awdurdod Tân ac Achub, caiff y signal optegol ei fwyhau oherwydd bod gwasgariad Raman wedi'i ysgogi (SRS). Yn gyffredinol, gellir rhannu'r Awdurdod yn fath wedi'i lwmpio o'r enw LRA a math wedi'i ddosbarthu o'r enw DRA. Mae'r cyfryngau ennill ffibr y cyntaf yn gyffredinol o fewn 10 km. Yn ogystal, mae angen pŵer pwmp uwch, yn gyffredinol mewn ychydig i ddwsin o watiau a all gynhyrchu 40 dB neu hyd yn oed dros enillion. Fe'i defnyddir yn bennaf i ymhelaethu ar y band signal optegol na all EDFA ei fodloni. Fel arfer, mae'r cyfryngau ennill ffibr yn hwy na LRA, yn gyffredinol ar gyfer dwsinau o gilometrau tra bod pŵer ffynhonnell pwmp i lawr i gannoedd o megawat. Fe'i defnyddir yn bennaf mewn system gyfathrebu DWDM, EDFA ategol i wella perfformiad y system, gan atal effaith aflinol, lleihau mynychder pŵer signal, gwella'r gymhareb signal i sŵn a gwella ar-lein.
Egwyddor Waith
Mae egwyddor yr Awdurdod Tân ac Achub yn seiliedig ar yr effaith ar wasgariad Raman a ysgogwyd (SRS). Ffibr optegol heb ei drin yw'r cyfrwng ennill. Mae pŵer yn cael ei drosglwyddo i'r signal optegol trwy broses optegol aflinol o'r enw effaith Raman. Mae ffoton digwyddiad yn cyffroi electron i'r cyflwr rhithwir ac mae'r allyriadau ysgogol yn digwydd pan fydd yr electron yn dad-gyffroi i gyflwr dirgrynol moleciwl gwydr. Mae symudiad Stokes sy'n cyfateb i eigen-egni ffonon oddeutu 13.2 THz ar gyfer pob ffibr optegol.
Manteision ac Anfanteision Awdurdod Tân ac Achub
Manteision
Ymhelaethu tonfedd amrywiol yn bosibl
Yn cyd-fynd â ffibr SM wedi'i osod
Gellir ei ddefnyddio i ymestyn EDFA
Gall arwain at bŵer cyfartalog is dros gyfnod, yn dda ar gyfer crosstalk is
Gall gweithredu band eang iawn fod yn bosibl
Anfanteision
Mae gofynion pŵer pwmp uchel, laserau pwmp pwmp uchel wedi cyrraedd yn ddiweddar
Mae angen rheolaeth ennill soffistigedig
Mae sŵn hefyd yn broblem
Crynodeb
Ar ôl siarad am y tri math hyn o fwyhadur optegol, rydym yn eu cymharu fel y tabl canlynol.
